6.2. Распылительные сушилки

При распылительной сушке раствор или суспензия распы­ляются специальными устройствами в сушильной камере до мелкодисперсного состояния и смешиваются с газообразным сушильным агентом. При этом образуется большая поверхность получаемых при распылении частиц; обезвоживание происходит очень быстро, и процессы, которые при других видах сушки отрицательно влияют на качество термолабильных продуктов (например, денатурация белков, чрезмерное повышение концен­трации электролитов и т. д.), проявляются здесь в меньшей степени.

Сушка распылением обладает рядом преимуществ по сравне­нию с другими способами. Процесс протекает с высокой ско­ростью, время сушки составляет не более 15—30 с. Максималь­ная температура частиц в зоне сушки не превышает темпера­туры «мокрого термометра» (t_м=40—60°С). Качественные по­казатели готового продукта (насыпная плотность, размер частиц, влажность, температура) можно легко регулировать и изменять в нужном направлении, изменяя условия сушки. Распылительные су­шилки высокопроизводительны и несложны в обслуживании.

К недостаткам распылительной сушки следует отнести боль­шие габаритные размеры сушильных камер при сушке с относи­тельно невысокой начальной температурой газов (100—150°С).

Распылительные сушильные установки включают дорогое и сложное оборудование для распыления растворов и выделения готового продукта из отработанного сушильного агента. Процесс требует повышенных расходов энергии в связи с необ­ходимостью распыления раствора и увеличенным расходом су­шильного агента, вследствие небольшой степени насыщения отработанного газа при невысоких начальных температурах сушки.

Распыливающие устройства. Основное преимущество сушки биологических суспензий, растворов и паст в распыленном со­стоянии заключается в том, что процесс испарения влаги про­текает достаточно быстро и, как следствие, без перегревания материала. Это достигается тонким диспергированием мате­риала с помощью специальных распыливающих устройств. Сред­ний диаметр капель при сушке распылением обычно составляет 10—100 мкм.

В сушильной технике используют три способа распыления жидкости: механическими и пневматическими форсунками, а также вращающимися с большой скоростью центробежными дисками.

К числу недостатков распыления вращающимися дисками следует отнести высокую стоимость распыливающего механизма и необходимость тщательного ухода за ним во избежание дебалансировки.

Сушильные камеры. Распылительные сушилки классифициру­ют по признаку взаимного направления движения газа и частиц раствора или суспензии в сушильной камере. При этом выде­ляют три типа: сушилки, работающие при прямоточном, противоточном и смешанном движении сушильного агента и распы­ляемых частиц.

Наибольшее распространение в микробиологической промыш­ленности для сушки микробной биомассы, кормовых аминокислот и антибиотиков получили сушилки, работающие по принципу пря­мотока (при параллельном движении газа и частиц высушивае­мого материала сверху вниз). В этом случае и суспензия и су­шильный агент подаются в верхнюю часть камеры.

Одно из основных достоинств прямотока заключается в том, что применение сравнительно высоких температур газа не сни­жает качества сухого продукта, так как в зоне распыления температура материала равна температуре «мокрого термометра», и перегрев частиц исключен. Температура сухого продукта в основ­ном определяется температурой газов на выходе из сушилки. Кроме того, при такой схеме работы уменьшается вероятность попадания частиц на стенки камеры, что особено важно при сушке термолабильных материалов. Готовый продукт получается однородным, в виде порошка, состоящего из частиц шарообраз­ной формы.

Важную роль при сушке распылением играет равномерное распределение газа по всему сечению камеры и быстрое сме­шение его с распыленными каплями. Скорость смешения приобре­тает в данном случае особое значение, поскольку длительность сушки очень мала. Равномерное и быстрое распределение сушильного агента связано с правильным выбором способа ввода газов в сушильную камеру, который в свою очередь, зависит от используемого способа распыления.

В качестве представителя дискового центробежного распыле­ния жидкости рассмотрим здесь сушилку типа СРЦ (рис. 6.11), широко эксплуатируемую сейчас на заводах производства кор­мовых дрожжей и белково-витаминных концентратов.

Рис. 6.10. Сушильная камера с форсуночным распылением

Рис. 6.11. Сушильная камера с дисковым распылителем

Камера 5 сушилки имеет цилиндроконическую форму с отно­шением H/D 2. Суспензия вводится в камеру распыливающим дисковым устройством 3 типа ЦРМ. Сушильный агент поступает через распределительную головку 4, наклонные жалюзи которой сообщают газу вращательное движение. Форма и размер факела распыла поддаются регулированию за счет изменения скорости истечения газа через жалюзи. Выходит сушильный агент вместе с мелкими частицами продукта через газоход 6. Крупные частицы оседают в конической части камеры и выводятся через прием­ник 7 пневмотранспортной системы.

На крышке камеры установлены предохранительные клапаны 1 и устройство для пожаротушения 2.

На заводах по производству кормовых дрожжей в основном эксплуатируют распылительные сушилки с центробежным распы­лением пяти типоразмеров: СРЦ8—300, СРЦ8—400, СРЦ10—550, СРЦ12,5—1100, СРЦ12,5—1500 (первое число означает диаметр сушильной камеры в метрах, второе — рабочий объем сушильной камеры в кубических метрах). На отдельных гидролизных заво­дах используют сушилки зарубежных фирм с распылением гид­равлическими форсунками. В производствах кормовых антибио­тиков и кормового концентрата лизина применяются прямо­точные дисковые распылительные сушилки. Для сушки кормового витамина В ₁₂ используются форсуночные сушильные камеры (СРФ) с подводом теплоносителя через окна коллектора в верхней части.